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制動信號作為車輛控制的關(guān)鍵信號，要求其采集和輸出具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。目前，主機廠的制動信號大多采用集成在制動踏板上的機械接觸式制動燈開關(guān)。2012年，針對機械開關(guān)接觸異響、持久燒蝕等問題，SAIC自主研發(fā)了集成在制動總泵上的剎車燈開關(guān)——BLS傳感器。

由于BLS傳感器在整車上測試，發(fā)現(xiàn)BLS的輸出電壓與輸入電壓相比下降太多。上述問題容易導(dǎo)致車輛在電池嚴(yán)重沒電的情況下無法可靠提供制動信號，使相關(guān)控制器無法獲知車輛制動踏板的狀態(tài)，制動燈無法點亮。

為了更準(zhǔn)確地定義客戶需求，本文首先識別內(nèi)外部客戶，通過客戶訪談和問卷調(diào)查收集內(nèi)外部客戶聲音，同時對競品車型的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和對標(biāo)，得出BLS的改進(jìn)方向和目標(biāo)。

質(zhì)量功能展開工具(QFD)用于將客戶的聲音轉(zhuǎn)化為工程師能夠理解和操作的工程指標(biāo)，識別工程指標(biāo)與客戶需求的關(guān)系，計算工程指標(biāo)的權(quán)重，找出關(guān)鍵指標(biāo)(CTQ)的特征，確定設(shè)計改進(jìn)的關(guān)鍵點。通過QFD分析，確定本項目的關(guān)鍵指標(biāo)特點是輸出電壓值大、工作電壓范圍寬、受負(fù)載影響小，如圖1所示。在獲取關(guān)鍵指標(biāo)的同時，還要關(guān)注相關(guān)的設(shè)計沖突，確認(rèn)工程指標(biāo)之間是否存在設(shè)計沖突。

在識別階段，還需要建立產(chǎn)品性能設(shè)計記分卡，對現(xiàn)有的產(chǎn)品能力水平進(jìn)行分析，得到產(chǎn)品性能的Z值，即適馬水平。

在設(shè)計階段，需要建立QFDII，將設(shè)計要求進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為零件特性要求。作為設(shè)計階段的VOC-產(chǎn)品功能擴展，為QFDII提供相關(guān)輸入。通過對QFDII的分析，得出了影響B(tài)LS輸出電壓性能的重要器件特性，如信號放大元件的類型、下拉負(fù)載的阻值、濾波電阻的阻值等。下拉負(fù)載電阻是內(nèi)部客戶的特性。

在此基礎(chǔ)上，項目組通過頭腦風(fēng)暴和各種質(zhì)量工具，對關(guān)鍵零部件特性的設(shè)計理念進(jìn)行發(fā)散性思考，初步篩選出6個概念方案。為了比較各種概念方案的優(yōu)缺點，采用普氏矩陣進(jìn)行篩選，最終得到三種改進(jìn)方案，如表1所示。

在優(yōu)化階段，需要細(xì)化概念設(shè)計方案，即零件特性的參數(shù)選擇。優(yōu)化階段的核心是實驗設(shè)計(DOE)，用數(shù)學(xué)方法尋找最優(yōu)解，用統(tǒng)計方法進(jìn)行預(yù)測。優(yōu)秀的試驗設(shè)計能夠快速有效地獲得關(guān)鍵參數(shù)，同時在設(shè)計過程中考慮變量之間的關(guān)系。

鑒于BLS的影響因素中存在屬性變量和連續(xù)變量，本文采用田口方法設(shè)計實驗，利用Minitab建立實驗矩陣，確定實驗次數(shù)為9次，如圖2所示。

在田口分析中，首先最大化信噪比(S/N)，然后調(diào)整平均水平。

基于上述田口預(yù)測，本文開發(fā)了兩個優(yōu)化方案進(jìn)行驗證，如表2所示。

通過臺架試驗表明，預(yù)測結(jié)果與實際結(jié)果一致，兩種方案都明顯提高了原有的性能水平?？紤]到實際情況，現(xiàn)有項目下無法改變控制器內(nèi)部硬件，決定采用方案B；對于新開發(fā)的項目，考慮到成本因素，需要指定采集BLS硬線信號的控制器下拉電阻的阻值，在滿足相應(yīng)的等效下拉電阻時，采用方案A。

六西格瑪設(shè)計(DFSS)的應(yīng)用致力于前期產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量設(shè)計，而不是后期產(chǎn)品應(yīng)用的質(zhì)量提升。天行健咨詢通過這個項目的實施，深刻認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計出來的，明白設(shè)計需求來自客戶。在產(chǎn)品開發(fā)中，要重視客戶的聲音，集中資源優(yōu)化客戶關(guān)心的問題。同時，借助DFSS設(shè)計，企業(yè)可以在縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的基礎(chǔ)上獲得更可靠、更健壯的產(chǎn)品。